一种希氏乳杆菌发酵麦夫皮粉生产含
γ-氨基丁酸膳食纤维的制备方法
技术领域
1.本发明涉及利用含希氏乳杆菌(lactobacillushilgardii)，主要为希式乳杆菌及其属中一种或二种或以上菌发酵麦夫皮粉或豆渣粉，加工生产含γ-氨基丁酸的膳食纤维粉、及其食品等的制备方法。
技术背景
2.γ-氨基丁酸.英文称为：gaminobutyficacid.简称：gaba，化学名称：4-氨基丁酸.别名：铬氨酸等；分子式c4h9n02，分子量103.1。是一种天然存在的功能性氨基酸，是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经传达物质。存在于人体内脑皮质.海马.丘脑.基底神经节.和小脑中，并起着重要抑制作用；对人机体的多种功能具有调节作用。当人体缺乏gaba时，会产生焦虑不安.疲倦.忧虑和失眠等不良情绪与症状，尤其是高运动量人群.脑力劳动者及55岁以上老年人群，及时补充适量gaba，对快速缓解疲劳，补充能量，降低高血压和预防脑萎缩，老年性脑性神经性疾病以及改善睡眠质量会产生有益的健康作用[见互联网360搜索]。
[0003]
麦夫皮、豆腐渣及大豆种皮等膳食纤维对人体肠道內健康十分重要，因其富含可溶性膳食纤维、不溶性粗纤维、果胶质木质素等，[其中低聚糖几乎不被人体內消化酶分解]并可在体内吸水膨胀，能水合乳化肠道內脂质；尤其是其能可以吸水率达85％左右.以及具有吸附人体肠道内毒素的特性，并可调节肠道內ph值，抑制病原菌发育繁殖和腐败物的产生，增加胃肠蠕动和饱腹感，使胆汁酸转化成为新的物质
‑‑
脫氧胆酸.石胆酸等；使致突异物质随已形成的高秥度凝胶状态[指粪便]水溶样粗纤维排出肠道；
[0004]
麦夫皮等含-氨基丁酸膳食纤维系希式乳杆菌(lactobacillushilgaidii)等发酵而得.
[0005]
中国营养学会推荐摄入适量，指以能顺畅排出大便为宜，大约每天为20-30克粗纤维。
[0006]
见《大豆食品工艺学》-石彦国著、《中国大豆食品》-徐明高柳启沛文。
[0007]
我国有着2亿多60岁以上人口，其中约20％以上不同程度地患有便秘以及高血脂.高血糖冠心病等
‘
富贵病’；近3亿人身体超重和肥胖症，他们需要从日常饮食中增加健康，来减缓和预防慢性疾病发生，所以说，这是个巨大的需求市场。
[0008]
由于对γ-氨基丁酸膳食纤维的功能作用及产品的开发应用才刚刚开始，许多健康机理和功能作用需要待被科学证实和在应用予以证明。
[0009]
所应用希式乳杆菌系乳杆菌属：如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、德氏乳杆菌、发酵乳杆菌瑞士乳杆菌、副干酪乳杆菌、植物乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌等；用于发酵麦夫粉等、其发酵中所产生的酶系等对蛋白质中尤其谷氨酸产生作用使谷氨酸并转化而生成。
[0010]
在发酵过程中的酶系会产生催化水解作用，对麦夫皮粉或豆渣中蛋白质中的大分
子分解成为氨基酸及低聚糖、纤维素等小分子状态；并利用对其蛋白质中氨基酸-尤其以谷氨酸或谷酰胺的酶解发酵及其产物、在过程中并经过的谷氨酸脱羧酶的作用下使其催化并转化，由此产生而得到高含量γ-氨基丁酸的麦夫皮粉、豆渣粉或其食品等；其γ-氨基丁酸的含量会达19-600mg/100g或以上[干计]的膳食纤维产品。
技术实现要素：
[0011]
在本发明的方法中，将麦夫粉或豆渣粉利用发酵菌的发酵、代谢过程中所产生出的酶活性中心对麦夫粉、或豆渣粉中蛋白质-尤其谷氨酸等产生催化作用；依据每一种酶都会同时存有、或伴生出同一种脱羧酶的理论：在本发明中，经保持长时间发酵的麦夫粉、或豆渣粉中蛋白质基团中会产生氨基酸-其谷氨酸链中的谷氨酰胺残基经脱羧的γ-酰胺基.会因此使其谷氨酰胺转化产生出γ-氨基丁酸；或经另外添加的谷氨酸，转化生成更多的γ-氨基丁酸得率：使其更多地生成含其化学方程式h2nch2ch2ch2coch所表达的一种化学物质的原料。
[0012]
将麦夫粉或豆渣粉100斤添加或其体积0.3倍以上的水，或温度在摄式100度以內、时长保持48小时以內；并在17-35摄式度左右时，添加主要为希式乳杆菌、或其属中一种或二种或以上，对该麦夫粉、豆渣粉等含有蛋白质中谷氨酸的基质物等经发酵与氧化.代谢中其所产生的酶发生酶解作用、或利用外来添加的含谷氨酸物料、及酶解工程技术、及其有利于脱羧谷胺酰胺，更多地产生出高含量γ-氨基丁酸成分的膳食纤维物质，或经烘干、或其它干燥工艺后的粉类。
[0013]
或将该含γ-氨基丁酸成分的麦夫粉、豆渣粉等含水物质液体应用，或经脱水.干燥或烘干经加工制成为各类型商品；或再经粉碎或研磨加工等工艺后成为浆类状态等的商品或原料。
[0014]
该麦夫粉或豆渣粉加工后的膳食纤维粉，每100克物质中会含有19-613mg/100克以上含量[干计]；如果将该湿状麦夫粉或豆渣粉物直接添加入小麦粉或其它杂粮粉，经再次发酵工艺或直接加工成型及熟化生产成为含有γ-氨基丁酸的食品，如：靣包.馒头.压缩饼干.能量棒、片、胶丸等不同形态的健康食物或制品；如果以该麦夫粉或豆渣粉加工后干物质经研磨加工成为粉剂、或丸、片、球、胶囊等制剂；或者利用其作为食品原料、辅料应用；也可以经研磨加工成为液体商品制品等；因其麦夫皮粉、豆渣粉中的蛋白质含量约12-30％，在谷物与杂豆类氨基酸构成中、其谷氨酸含量最多。
[0015]
该含麦夫粉或豆渣粉的γ-氨基丁酸[gaba]的靣制食品及其它食品口感和风味好，原料丰富、价格低廉，易于加工、方便使用等特点；利于大规模生产加工和食品厂应用。
[0016]
本发明采用希式乳杆菌属发酵等工艺，产生γ-氨基丁酸[gaba]膳食纤维制剂、或用于食品、或其它形式的制品，进入到人们的日常主食中，为群众带来身体健康和精神快乐。
[0017]
实施方式
[0018]
1，主要为将麦夫粉或豆渣粉100斤，添加其体积0.2倍以上的水，调整ph值3-11之间，添加主要为希式乳杆菌类或菌属类一种或二种以上菌，使用重量的0.001％或以上，保持温度17-35℃使其发酵底物，转化、生成为含有γ-氨基丁酸成分，或经加热灭菌、或去除异味后成为原料；或去除多余水分经干燥方法成为商品粉与其它制品；或再经研磨或粉碎
3％，保持温度17-30℃左右使其发酵底物，并转化产生含有γ-氨基丁酸成分；或应用蛋白酶为主的复合(配)酶，或纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖类等其中一种或二种以上的酶0.02-1.5斤经酶解或多次酶解；也可加热灭酶后再添加希式乳杆菌发酵；或另添加有含谷氨酸的物料，保持酶解或发酵状态50小时以內；经加热灭菌后成为原料。
[0031]
2，主要将豆腐渣粉100斤，添加其体积0、2倍以上的水，或对原料灭杀杂菌；在30摄式度以下时，调整ph值3-8之间，加入主要为希式乳杆菌类中植物乳杆菌0.001斤或以上，保持温度30℃使其发酵底物，并转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分，经加热灭菌后成为原料；
[0032]
添加希式乳杆菌或发酵乳杆菌或其属类菌，或另添加有含谷氨酸的物料，或应用蛋白酶为主的复合配)酶，或纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖类等其中的一种或二种以上的酶0.01-1.5斤酶解，或发酵50小时以內成为商品；或经加热灭菌后成为原料。
[0033]
3，主要将麦夫粉加豆渣粉合计100斤，添加其体积5倍以內的水，调整ph值4-7之间，灭杀杂菌或不灭杀杂菌，在30摄度以下时添加主要为希式乳杆菌类植物乳杆菌与酵母类菌或毛霉类的有益菌属等其中的一种或二种以上，使用重量的0.001-3％；保持温度30℃左右使其发酵底物48小时以內，使其转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分；
[0034]
或应用蛋白酶为主的复合(配)酶，或纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖类等其中的一种或二种以上的酶0.02-1.5斤，经酶解或多次酶解后加热灭酶、或添加希式乳杆菌发酵；或另添加有含谷氨酸的物料，保持酶解或发酵状态50小时以內；经加热灭菌后成为原料。
[0035]
4，主要将麦夫粉[或豆渣粉]计100斤，添加其体积5倍以內的水，调整ph值4-8之间，在35摄度以下时添加主要为希式乳杆菌类、或发酵乳杆菌、或酵母类菌或毛霉类的有益菌属等其中的一种或二种以上，使用重量的0.001-3％，保持温度30℃左右使其发酵底物48小时以內，使其转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分；
[0036]
5，主要将麦夫粉50斤加豆渣粉50斤合计100斤，添加其体积5倍以內的水，调整ph值4-8之间，在35摄度以下时添加主要为希式乳杆菌类或或毛霉类的有益菌属等其中的一种或二种以上菌，使用重量的0.001-3％，保持温度30℃左右使其发酵底物48小时以內，使其转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分；
[0037]
6，主要将麦夫粉70斤，豆渣粉30斤，合计为100斤，添加其体积6倍以內的水，调整ph值4-8之间，在35摄度以下时添加主要为希式乳杆菌类，使用重量的0.001-3％，保持温度25℃左右使其发酵底物48小时以內，使其转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分；
[0038]
7，主要将麦夫粉98斤左右，另添加含有谷氨酸物料合计为100斤，添加其体积6倍以內的水，调整ph值4-8之间，在33摄度以下时添加主要为希式乳杆菌类，使用重量的0.001-3％，保持温度20℃左右使其发酵底物48小时以內，经酶解后添加希式乳杆菌发酵；使其转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分；
[0039]
8，主要将麦夫粉、或豆渣粉96-99斤左右，另添加含有谷氨酸物料合计为100斤，添加其体积6倍以內的水，灭杀杂菌或不灭菌，调整ph值4-8之间，在17摄度以下时添加主要为希式乳杆菌类，使用重量的0.001-3％，保持温度28℃左右使其发酵底物48小时以內；或经酶解后添加希式乳杆菌发酵；使其转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分；
[0040]
9，将麦夫皮粉、豆渣粉加上綠豆粉或红小豆或碗豆粉鹰嘴豆粉等其中一种或二种以上100斤，添加酵母类菌或毛霉类的有益菌属等其中的一种或二种以上，或添加含有谷氨
酸物料、或其体积0.2倍-6倍的水，灭杀杂菌或不灭菌，ph值3-8之间，保持温度30摄式度以下时加入蛋白酶为主的复合(配)酶0.001-1.2斤加入进并搅拌均匀后保持温度发酵至48小时以內；
[0041]
10、将麦夫皮粉、豆渣粉一种或两种，或再加花生粕粉合计100斤，添加或其体积0.4倍
‑‑
5倍的水，酵母类菌或毛霉类的有益菌属等其中的一种或二种以上；灭杀杂菌或不灭菌，ph值3-10之间，保持温度33摄式度以下时加入纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、复合酶类等其中的一种或二种以上酶0.002-1.2斤加入，搅拌均匀后保持温度发酵至48小时以內；
[0042]
11，将麦夫皮粉、豆渣粉加上綠豆粉或红小豆或碗豆粉成鹰嘴豆粉、或添加含有谷氨酸物等其中的一种或二种以上100斤，添加酵母类菌或毛霉类的有益菌属等其中的一种或二种以上，或其体积0.3倍-6倍的水，灭杀杂菌或不灭菌，保持温度30摄式度以下时并搅拌均匀后保持温度发酵至48小时以內；
[0043]
12，主要将麦夫粉、或豆渣粉96-99斤左右，另添加含有谷氨酸物料合计为100斤，添加其体积1-2倍以內的水，灭杀杂菌或不灭菌，调整ph值4-10之间，在30摄度以下时添加主要为希式乳杆菌类，使用重量的0.001-3％，保持温度30℃左右使其发酵底物48小时以內；或经酶解后添加希式乳杆菌发酵；使其转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分；
[0044]
12，主要将麦夫粉、或豆渣粉96-99斤左右，另添加含有谷氨酸物料合计为100斤，添加其体积6倍以內的水，添加希式乳杆菌类、或酵母类菌或毛霉类的有益菌属等其中的一种或二种以上灭杀杂菌或不灭菌，调整ph值4-10之间，在30摄度以下时添加主要为希式乳杆菌类，使用重量的0.001-3％，保持温度30℃左右使其发酵底物48小时以內；或在酶解后添加希式乳杆菌发酵；使其转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分；
[0045]
13，主要将麦夫粉、或豆渣粉96-99斤左右，另添加含有l-谷氨酸物料合计为100斤，添加其体积6倍以內的水，添加或希式乳杆菌属中、或毛霉类的有益菌属等其中的一种或二种以上灭杀杂菌或不灭菌，调整ph值4-10之间，在30摄度以下时添加主要为希式乳杆菌类，使用重量的0.001-3％，保持温度30℃左右使其发酵底物48小时以內；或经酶解后添加希式乳杆菌发酵，使其转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分；
[0046]
14，主要将麦夫粉、或豆渣粉96-99斤左右，另添加谷氨酸类物料合计为100斤，添加其体积0、4-2倍以內的水，灭杀杂菌或不灭菌，调整ph值4-6、5之间，在30摄度以下时添加主要为希式乳杆菌类，使用重量的0.001-3％，保持温度30℃左右、使其发酵底物48小时以內；或经复合酶酶解后添加希式乳杆菌发酵；使其转化产生成为含有γ-氨基丁酸成分。
[0047]
本发明中麦夫粉技术特征，是指将小麦、大麦、燕麦、青稞、莜麦、麦属类等含高纤维素麦类谷物；包含经人为加工粉碎后、提取出淀粉后与未提取淀粉后物质的统称；
[0048]
豆腐渣粉技术特征，包含有大豆类所属的黄豆、黑豆、青豆、棕褐色豆或花脸豆、及含红小豆、绿豆、碗豆、鹰嘴豆等大粒的杂豆类的豆类品种粒实籽或经加工去除豆浆后的粉状、颗粒状物质，及其豆类饼、粕粉、花生饼粕粉、与大豆种皮粉系经过加工粉碎后含有纤维素物质的统称；
[0049]
鲜豆渣包含有大豆类所属的黄豆、黑豆、青豆、棕褐色豆或花脸豆的豆类品种粒实籽，及其加工去除豆浆或蛋白后的、或含添加水后的湿状颗粒状物，及其豆类经加工后呈渣状物质的总称；
[0050]
谷氨酸产品技术特征，系含谷氨酸、l-谷氨酸成品、或其含谷氨酸等的成品、半成品。
[0051]
本发明技术方案中使用蛋白酶、內切蛋白酶、外切蛋白酶、风味蛋白酶，或含蛋白酶类二种或以上，及含纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶为主的复合(配)酶，或含菌的一种或二种以上酶；当酶解时间长、或酶含量在大于0、01％以上，长时间会产生发酸、呈微香味等二次物质；通过添加酸、碱、咸、香、甜等“食品添加剂”调整、优化口感和食品质量。
[0052]
在本发明中，γ-氨基丁酸的含量是通过酶解或发酵后旳该粉在经过对氨基酸溶液的提取再经过对其上澄液体通过离子交换及氨基酸分析法所得到；还可以利用离子交换方法以及经氨基酸分析仪获取；还可通过对该烘干后，利用光谱分析仪等方法进行检测得出其含量。
[0053]
所添加使用复合(配)酶技术特征，主要为或含蛋白酶属类酶、或含纤维素类酶、或含木聚糖等酶中的一种或二种以上、系由工厂生产或含有发酵菌的商品复合酶的统称。
[0054]
由于可以将发酵后富含有该γ-氨基丁酸的膳食纤维液体沥出后的液态水可直接作为商品；或将该麦夫粉、豆渣粉的该含膳食纤维浆状物作为原料添加进食品生产加工中使用；
[0055]
有时需对长时间发酵过程的豆渣、麦夫皮粉要经过过氧化氢与碳酸氢钠等脱臭处理。将可提高了其γ-氨基丁酸收得率与节约能源，还可以减少污水排放、有利于环境保护。符合于当前的实施綠色生产和发展生态健康的政策，并提高企业的经济效益。
[0056]
市场前景
[0057]
我国肥胖超重人群近2亿人、各种慢性病患者超过3亿人；追求健康，舒缓精神压力，减少慢性病人患者的发生；
[0058]
我国有着2亿多60岁以上人口，其中约20％以上不同地患有便秘以及高血脂高血糖.肥胖症等
‘
富贵病’；富含果胶质木质素可溶性膳食纤维不溶性粗纤维素[大豆低聚糖]几乎不被人体內消化酶分解，并且是肠道內益生菌群的养分和益生源。并可在体內吸水膨胀，能水合.乳化肠道內脂质；尤其是其吸水率达85％左右.具有吸附人体肠道內毒素的特性，并可调节肠道內ph值，抑制病原菌发育繁殖和腐败物的产生；膳食纤维可以使摄入者不会产生热量和能量，可以减少人体的肥胖与超重。所以说，这是个巨大的需求市场。
[0059]
通过生物技术应用，让含γ-氨基丁酸的麦夫皮粉、豆渣粉膳食纤维粉与浆、及其食品中即增加营养又能获得身体和精神健康，又增加了市场上消费者新选择；是本发明的目标！所以，增加了膳食纤维粉新健康功，能且环保生产、原料安全天然、价廉物美的等特点。为实现人均每天25-30克膳食纤维营养发展目标、減少人体肥胖、超重及患慢性病患者的高发生率，将会受到消费者喜爱和欢迎！
[0060]
经济效益分析
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以约投资100万元购买生产设备，10
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20人操作生产，每天可生产20吨该含γ-氨基丁酸膳食纤维粉；若以每吨产品获利2000元计，每年获利将会达近千万元。再加上可对因缺乏膳食纤维及γ-氨基丁酸的亚健康人群的辅助治疗及其健康作用，由此而减少居民肥胖超重、与慢性病患者人群的发生，增加了健康和快乐；其节省的治疗费、药费及其它支出的费用、和增加的劳动力和社会生产力，所产生的经济效益加上社会效益、其综合效益将会比企业获得利润更加甚大！
[0062]
为消费人群在日常生活中安全、方便、经济地摄取γ一氨基丁酸膳食纤维粉制品，本发明和其产品更具有现实应用和重大的推广意义。